专利名称：含硫化氢混合气体的脱硫方法
技术领域：
本发明涉及一种废气脱硫方法，特别是一种含硫化氢混合气体的脱硫方法。
背景技术：
现代煤、石油、天燃气等工业的迅速发展，在此过程中产生大量含硫化氢(H2S)的混合气体。典型的这类混合气体有如克劳斯气体(Claus)，无论从工艺的需要还是环保的需要，对其中的硫化氢的脱硫技术成为极其重要的工业过程特。别是近代环保的严格要求， 各国分分进行研究低成本的、无二次污染的、资源化和高效率的处理方法成为研究的目标。目前，国内外处理含硫化氢的混合气体的方法可分为两大类即干法和湿法。干法中又分为两大类即吸附法和克劳斯(Claus)法。吸附法采用如活性碳、分子筛、多价金属氧化物、络合铁盐等，对混合气体中的硫化氢进行吸附。有许多的文献和专利报道如高效常温氧化铁脱硫剂的制备 < 气体净化 >2005年第5卷第1期；纳米ZnO脱硫剂表面结构与室温脱除性能的研究，无机化学学报第8期2005年8月。张金星，李学令，王树东等。改性活性炭低温脱除COS的实验研究 [J],辽宁化工· 1998 ；27 (2) 102 104. BAGREEV A, BANDOSZ T J. On the mechanism of hydrogen sulfide removalfrom moist air on catalytic carbonaceous adsorbents[J]. Ind Eng Res,2005,44 (3) :530-538. Tseng R-L, Tseng S-K.Pore structure and
ad-sorption performance of the KOH-activated carbonsprepared formcorncob.
Journal of Colloid and Inter-face Science。2005. 287 :428-437 等。然而，这样的处理方式，成本无疑是很高的，而且不能或很难将硫资源化。因此，此法用于大量气体的脱硫是很不经济的，还会产生二次污染；当然，对于如精细化工生产中的小气量处理还是可选的。克劳斯法(Claus)又叫二段脱硫法。国内外有许多的专利和文献报道，如 CN96100479. 7荷兰VEG气体研究所；CN 99809986. 4荷兰加斯泰克有限公司，采用气相高温催化床法。CN03817773.0德国犹德有限公司；CN01818434. 0英国氧气集团有限公司。采用中温气相催化床反应.CN94490207. 2法国埃尔夫阿奎坦生产公司；CN96102799. 1德国林德股份公司。采用先加氢，再氧化的气相反应。尚有许多的改进方法。这类方法成为当今普便采用的混合气体脱硫方法之一，但是此法投资巨大，操控严格，能耗高。湿法其中CN86101352日本日挥株式会社的方法很值得关注，该法将混合气体加压到0. 5Mpa,和二氧化硫一并通入加压反应器内，控制PH值为2，生成水包油态的硫磺。再将硫磺在200-350°C用空气燃烧成二氧化硫返回系统处理。该法可通过对混合气体的处理， 得到产品硫磺或二氧化硫，从而实现混合气体中硫的资源化。但是对大量气体的压缩无疑对设备和工艺提出高要求，较高的能耗也是很不利的因素。更有文献液相中H2S与反应动力学研究，第17卷第3期2003年6月高校化学工程学报。在鼓泡反应器中研究了二氧化硫和硫化氢在三种不PH值溶液，即水溶液、盐酸一柠檬酸钠缓冲溶液和碳酸钠，碳酸氢钠缓冲溶液中的反应行为。中国专利201010276614. 4公开了四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂，但未公开其用
3于含硫化氢混合气体的脱硫工艺和方法。
发明内容
为了克服现有的脱硫技术的副产物二次污染及脱硫效率不高的不足，本发明提出了一种含硫化氢混合气体的脱硫方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是含硫化氢混合气体的脱硫方法，将含硫化氢的混合气体通过四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂。在低温低压下(或常温常压下)和液体中的亚硫酸快速反应生成硫磺，从而将混合气体脱硫净化，并得到硫磺产品。反应式如下2H2S+H2S03 = = = 3S+3H202H2S+HS03_1 = = 38+2Η20+0Η_1通过实验测定硫化氢与二氧化硫反应的活化能为12. ^J. mol-1。而许多研究表明气固相Claus反应发现，在100 200°C下，H2S和SO2反应活化能为56. 5kJ. mol_l。在 800-1000°C下石英反应器中均相Claus反应发现，该反应速率表达式对硫化氢为1级，对二氧化硫为0. 5级，活化能为59. 8kJ. mol-1。在纯水和缓冲溶液中反应的活化能为30. 8kJ. mol-1以下，最低为17. 78kJ. mol-1。液相中的反应活化能远比气固相中两者反应活化能要小，因为在液相中反应更容易被活化，使用四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂作溶媒。本发明的含硫化氢混合气体的脱硫方法具体为在反应温度为0°C 80°C，优选10 60°C，最优选的是25 50°C。将含硫化氢混合气体通入含有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环，同时通入含二氧化硫的气体，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。在反应温度为0°C 80°C，将同时含有硫化氢和二氧化硫的克劳斯气体，通入注有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。其中脱硫剂重量组份为四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂0% 99. 91%，优选40% 99. 91%，最优选70% 90%，其余为余量的水。该方法的反应也可以以间隙的方式进行，在反应温度为0°C 80°C，先将含有二氧化硫气体通入注有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环吸收0. 5 10小时后，再通入含硫化氢混合气体进行循环，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。该方法的反应也可以以连续的方式进行，即同时通入经除尘净化后的含二氧化硫的烟道气和含硫化氢混合气，在含有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。该方法的反应也可以以加压的方式进行，在0. IMPa-LOMI3a下都能进行，优选 0. IMPa-O. 7MPa，最优选 0. IMPa-O. 7MPa。该方法中使用的吸收塔，包括喷淋吸收塔和喷雾吸收塔，采用多级或单级都是可以的。本发明的有益效果是，脱硫方法具有工艺简单，反应易控制，常温常压、工艺成本低廉，无二次污染，脱除硫化氢效率高，并将其资源二次利用，环保高效，有极大的经济效益和环境效益。
图1是本发明的实施装置示意图。
具体实施例方式实施例1实施装置如图1所示，四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂200Kg，加入水20Kg配成溶媒。通过流程泵在一个单级喷淋吸收塔中循环，从塔底通入瓶装的二氧化硫气体，在5°C常压下进行吸收，至吸收饱和，时间为2小时，共吸收二氧化硫55Kg。再从塔底通入含硫化氢的混合气，控制进气温度小于5°C，通气速度100M3/h，含硫化氢的混合气在吸收塔内反应后，经塔顶除沫后排放。含硫化氢混合气体组成为
权利要求
1.一种含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征在于，在反应温度为0°c 80°C，将含硫化氢混合气体通入注有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环， 同时通入二氧化硫气体，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。
2.一种含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征在于，在反应温度为0°C 80°C，将同时含有硫化氢和二氧化硫的克劳斯气体，通入注有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环，硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。
3.根据权利要求1或权利要求2所述含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征在于，所述的脱硫剂的重量组份为0% 99. 91%的四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂和余量的水。
4.根据权利要求1或根据权利要求2所述含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征在于， 所述的脱硫剂重量组份为40% 99. 91%的四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂和余量的水。
5.根据权利要求1或根据权利要求2所述含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征在于， 所述的脱硫剂重量组份为70% 90%的四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂和余量的水。
6.一种含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征于，在反应温度为0°C 80°C，先将二氧化硫气体通入注有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环吸收 0. 5 10小时后，再通入含硫化氢混合气体进行循环，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。
7.一种含硫化氢混合气体的脱硫方法，其特征在于，在反应温度为0°C 80°C，在常压至1. OMPa下，将含硫化氢混合气体和经除尘净化后的含二氧化硫的烟道气，同时通入含有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2 1 1 1。
全文摘要
本发明涉及一种含硫化氢混合气体的脱硫方法，在反应温度为0℃～80℃，将含硫化氢混合气体通入注有四甲基胍羟基酸盐复合脱硫剂的喷淋吸收塔或喷雾吸收塔中循环，同时通入二氧化硫气体，通入的硫化氢和二氧化硫总的摩尔比为2∶1～1∶1。本发明还可用于处理克劳斯尾气，脱硫方法具有工艺简单，反应易控制、常温常压、成本低廉、无二次污染脱、除硫化氢效率高，并将其资源二次利用，反应过程高效环保，具有极高的经济效益和环境效益。
文档编号B01D53/52GK102210968SQ20111007502
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者王传良, 黄世奇 申请人:王传良